氯气

在常温下，氯氣是一种黃綠色、刺激性氣味、有毒的气体。压力为1.01×10⁵Pa时，氯單質的沸點為−34.4℃，熔点为−101.5℃。氯氣可溶於水和碱性溶液，易溶於二硫化碳和四氯化碳等有機溶劑，难溶于饱和氯化钠溶液，飽和時1體積水溶解2體積氯氣。

氯氣溶於水，生成氫氯酸跟次氯酸，化學式如下：

${\displaystyle {\rm {Cl_{2}+H_{2}O\rightleftharpoons HCl+HClO}}}$

此反應為可逆反應。

氯气的化学性质很活泼，它是一种活泼的非金属單質。

氯原子的最外电子层有7个电子，在化学反应中容易结合一个电子，使最外电子层达到8个电子的稳定状态，因此氯气具有强氧化性。氯氣的強氧化性表現為以下幾個方面：

铁和氯气的反应

氯氣可與钠等活泼金属直接化合。也能跟铜等不活泼金属起反应。

${\displaystyle {\rm {2\ Na+Cl_{2}\rightarrow 2\ NaCl}}}$（生成白烟）

${\displaystyle {\rm {Cu+Cl_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}CuCl_{2}}}}$（生成棕黄色的烟）

当氯气和铁系元素反应时，只有铁能被氧化至+3价，其余为+2价（FeCl₂不能由单质直接化合生成）：

${\displaystyle {\rm {2\ Fe+3\ Cl_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}2\ FeCl_{3}}}}$（生成棕褐色的烟）

${\displaystyle {\rm {Co+Cl_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}CoCl_{2}}}}$

${\displaystyle {\rm {Ni+Cl_{2}{\stackrel {\Delta }{\longrightarrow }}NiCl_{2}}}}$

氢气可在氯气中点燃并产生氯化氢。反应的化学方程式：

${\displaystyle {\rm {Cl_{2}+H_{2}\rightarrow 2\ HCl}}}$

值得一提的是反应条件对上述反应的现象有很大影响：

1. 如果氢气与氯气事先充分混合，在光照条件下发生爆炸；
2. 如果氢气在氯气中安静地燃烧，现象为蒼白色火焰，同時伴有白霧（氯化氢溶解于空气中的水形成的盐酸小液滴）生成。

氯可以和烷烃发生取代反应，如氯和甲烷在光照下反应，生成氯甲烷，随着反应的进行，还会生成二氯甲烷、三氯甲烷，直至四氯化碳。[1]

湿润的氯气可用于纸浆和棉布的漂白，不同於SO₂的漂白性，氯氣的漂白性為不可還原且較為強烈，因此不宜以此作為絲綢的漂白劑。

之所以强调湿润的是因为

${\displaystyle {\rm {Cl_{2}+H_{2}O\rightleftharpoons HCl+HClO}}}$

${\displaystyle {\rm {HClO\rightleftharpoons HCl+[O]}}}$（生成的${\displaystyle {\rm {[O]}}}$是游离氧，正是这个游离氧，氧化了有机染料使之褪色）次氯酸的分解反应在光照或受热时速度加快。

因此干燥的氯气并不具有这个性质。

氯气和四甲基氯化铵、氧化铋在浓盐酸中反应，可以得到[(CH₃)₄N]₃{[Bi₂Cl₉](Cl₂)}，这是一种稳定的化合物，在180 °C以上才会放出氯气。[2]

氯气具有强烈的刺激性、窒息气味，可以刺激人体呼吸道黏膜，輕則引起胸部灼熱、疼痛和咳嗽，严重者可导致死亡。[3]

自来水过去常用氯气消毒，1L水里约通入0.002g氯气，消毒原理是其与水反应生成了次氯酸，它的强氧化性能杀死水里的病菌。因为次氯酸易分解难保存、成本高、毒性较大，用氯气消毒可使水中次氯酸的溶解、分解、合成达到平衡，浓度适宜，水中残余毒性较少，所以不直接用次氯酸为自来水杀菌消毒。自来水现在提倡用二氧化氯消毒。二氧化氯消毒剂是国际上公认的高效消毒灭菌剂，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体，细菌芽孢，真菌，分枝杆菌和病毒等，并且这些细菌不会产生抗药性。二氧化氯对微生物细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。二氧化氯消毒剂被确认为是医疗卫生、食品加工中的消毒灭菌、食品（肉类、水产品、果蔬）的防腐、保鲜、环境、饮水和工业循环及污水处理等方面杀菌、清毒、除臭的理想药剂，是国际上公认的氯系消毒剂最理想的更新换代产品。

常用于制药，常参与含氯基化合物的合成。如：马来酸氨氯地平片；N-(2-甲基-2,3-二氢-1H-吲哚基)-3-氨磺酰基-4-氯-苯甲酰胺。

常用作生产高效杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长刺激剂的原料。

主要用于生产金属钛、镁等。

第二次伊珀尔战役中曾被当作化学武器使用。